Giriş
Tereyağı, yağ globülleri, kristal yağ ve sürekli bir yağ fazı içinde dağılmış sulu bir fazdan oluşan çok fazlı bir emülsiyondur. Tadın yanı sıra, müşteri algısı açısından tereyağının en önemli özellikleri doku, görünüm ve sürülebilirliktir. Sertlik ve sürülebilirlik birbiriyle ters orantılıdır ve aynı zamanda tereyağının en yaygın ölçülen iki özelliğidir (Wright 2001). Her ikisinin de büyük ölçüde sıcaklığa bağlı olduğu bilinmektedir, ancak yayıklama sonrası soğutma hızından ve ineğin beslenmesinden kaynaklanan bölgesel veya mevsimsel değişikliklerden de etkilenecektir (Prentice 1972).
Reoloji, tereyağının dokusal özelliklerinin karakterize ve optimize edilmesinde faydalı bir araç olabilir. Kesme modülü, salınım testi kullanılarak sıcaklığın bir fonksiyonu olarak ölçülebilen ürün sertliği ile ilgilidir ve akma gerilimi, tereyağının plastik olarak deforme olması, yani yayılması için üstesinden gelinmesi gereken gerilimi temsil eder. Kinexus rotasyonel reometre gibi modern reometreler, tereyağının sertlik (sıkıştırılabilirlik) ve TackinessYapışkanlık, yüzey yapışkanlığı açısından aynı (otohezyon) veya farklı (kohezyon) malzemelerden oluşan 2 katman arasındaki etkileşimi tanımlar.yapışkanlık (TackinessYapışkanlık, yüzey yapışkanlığı açısından aynı (otohezyon) veya farklı (kohezyon) malzemelerden oluşan 2 katman arasındaki etkileşimi tanımlar.yapışkanlık) gibi diğer özelliklerini araştırmak için yararlı olabilecek gelişmiş eksenel yeteneklere de sahiptir.
Bu uygulama notu, reolojinin iki ticari ürünün (normal tereyağı ve sürülebilir tereyağı) erime özelliklerini ve yayılma özelliklerini karşılaştırmak için nasıl kullanılabileceğini göstermektedir. Normal tereyağı sadece süt yağından yapılırken, sürülebilir tereyağı buzdolabından çıkarıldığındaErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime sıcaklığını ve malzemenin sertliğini azaltmak için belirli bir oranda bitkisel yağ içermektedir.
Deneysel
- İki tereyağı numunesi, small genlik salınım testi ve eksenel test kullanılarak 4°C ila 35°C sıcaklık aralığında değerlendirilmiştir.
- Ölçümler, Peltier plaka kartuşu ve pürüzlendirilmiş plaka ölçüm sistemine sahip bir Kinexus reometresi kullanılarak ve rSpace yazılımında önceden yapılandırılmış diziler kullanılarak yapılmıştır.
- Numunelerin tutarlı bir termal geçmişe ve yükleme protokolüne tabi olmasını sağlamak için standart bir yükleme dizisi kullanılmıştır.
- Lineer Viskoelastik Bölge (LVR) içinde bir gerinim kullanılarak 2°C/dk hızında 4°C ile 35°C arasında tek frekanslı gerinim kontrollü bir sıcaklık rampası testi gerçekleştirilmiştir.
- Eksenel sıkıştırma-sıkıştırma döngüsü 1 mm taze numune üzerinde 4°C'de gerçekleştirilmiş ve sertlik ve yapışkanlığı belirlemek için normal kuvvet tepkisi ölçülmüştür.
Bulgular ve Tartışma
Salınım Testi
Small genlik salınım testi tahribatsız bir testtir ve bu nedenle karmaşık bir mikro yapıda zaman veya sıcaklıkla meydana gelen değişiklikleri parçalamadan gösterebilir. Yaygın olarak ölçülen parametreler G', elastik (depolama) modülü ve G", viskoz (kayıp) modülüdür. Bunlar sırasıyla numunenin katı benzeri ve sıvı benzeri bileşenlerinin sertliğine karşılık gelir ve toplam sertlik kompleks modül, G* = √(G'2 + G "2) ile verilir.
Faz açısı (δ), uygulanan gerilme ile ölçülen gerilme arasındaki faz farkının bir ölçüsüdür ve yapıyı viskoelastik özellikleri açısından ölçmek için kullanılabilir. Sıvı benzeri bir malzeme 45°'den büyük (90° = tamamen sıvı) ve katı benzeri bir malzeme 45°'den küçük (0° = tamamen katı) bir faz açısına sahip olacaktır.
Şekil 1, iki tereyağı numunesi üzerinde gerçekleştirilen tek frekanslı salınımlı sıcaklık rampası sonuçlarını göstermektedir. 4°C'de, normal tereyağı G' açısından sürülebilir tereyağından büyüklük sırasına göre daha serttir. Bu, sürülebilir tereyağının neden doğrudan buzdolabından kullanılabileceğine dair ilk göstergeyi verir, çünkü daha düşük G' değerlerinin daha düşük bir akma gerilimine karşılık gelmesi beklenir. Faz açılarının her ikisi de çok düşüktür (10°'den az), bu da örneklerin buzdolabında saklandıklarında çok katı bir yapıya sahip olduklarını ve sürülebilir tereyağının biraz daha elastik olduğunu göstermektedir.
Sıcaklık arttıkça, modül değerleri düşer, bu da yapının yumuşadığını gösterir ki bu da öncelikle kristal süt yağının erimesiyle ilişkilidir. Bu düşüş, sürülebilir tereyağı için 0,5 MPa ile karşılaştırıldığında 4°C ile 20°C arasında yaklaşık 10 MPa düşen G' ile normal tereyağı için en belirgindir. BuErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime geçişi aynı zamanda normal tereyağı numunesi için en belirgin olan ve sürülebilir varyanta kıyasla biraz daha yüksek bir sıcaklıkta meydana gelen faz açısındaki bir zirveye karşılık gelir.
Eksenel Test
Tereyağı numuneleri üzerinde gerçekleştirilen ikinci test, Şekil 2'de gösterildiği gibi bir eksenel sıkıştırma-sıkıştırma testiydi. Bu, numunenin iki plaka arasında sıkıştırılmasını ve ardından normal kuvvet tepkisini sürekli olarak kaydederken plakaların ayrılmasını içeriyordu. Sıkıştırma aşaması numunenin akması ve deformasyonuna karşılık gelir ve tereyağı sertliği ve yayılma kolaylığı ile ilişkili olmalıdır. Dekompresyon aşaması TackinessYapışkanlık, yüzey yapışkanlığı açısından aynı (otohezyon) veya farklı (kohezyon) malzemelerden oluşan 2 katman arasındaki etkileşimi tanımlar.yapışkanlık veya yapışkanlığa karşılık gelir ve yayma sırasında tereyağının bıçağa yapışma eğilimini göstermelidir.
Şekil 3, eksenel deformasyona tepki olarak iki tereyağı numunesi için normal kuvvet profillerini göstermektedir. Normal tereyağını 1 mm sıkıştırmak için 30 N kuvvet gerekirken, sürülebilir tereyağı sadece 6 N kuvvet gerektirmiştir. Bu, sürülebilir tereyağının bekleneceği gibi normal tereyağına göre çok daha kolay aktığını ve deforme olduğunu (daha az sert olduğunu) göstermektedir. Dekompresyon sırasında, normal tereyağı -10 N'luk bir tepe gerilme kuvveti oluştururken, sürülebilir tereyağında keskin bir tepe gözlenmemiştir. Bu, normal tereyağının sürme sırasında bıçağa daha fazla yapışma eğiliminde olacağını göstermektedir.
Sonuçlar
Reometre, farklı tereyağlarını mikro yapıları, dokuları ve yayılma kolaylıkları açısından karakterize etmek ve karşılaştırmak için bir dizi farklı ölçüm yapmak için kullanılabilir. Bunlar arasında sıcaklıkla birlikte sertlik ve viskoelastisitedeki değişiklikleri incelemek için tek frekanslı salınım testleri ve kullanım sırasında sertlik ve yapışkanlığı değerlendirmek için eksenel testler yer alır.